[发明专利]一种硝化与反硝化脱氮过程实时控制管理的垂直流人工湿地污水处理系统处理污水的方法

说明书

本发明公开了一种硝化与反硝化脱氮过程实时控制管理的垂直流人工湿地污水处理系统及其方法，所述处理系统包括垂直流人工湿地子系统和动态数据采集子系统；所述垂直流人工湿地子系统包括湿地基质和湿地植物；所述垂直流人工湿地子系统设有与其底部连通且高于底部的出水高度可调节的出水口；所述动态数据采集子系统包括设置于所述湿地基质中部的检测部件和与所述检测部件电连接的分析部件。本发明提供的垂直流人工湿地污水处理系统能够实时监控垂直流人工湿地系统中NH₄⁺‑N、NO₃^‑‑N的浓度变化以及DO、pH和Eh等水质状况，在处理水质较复杂多变的污水时能够有所依据的及时针对反应情况作出调节和应对，提高对氮素污染物的去除效率，保持系统运行的稳定性。

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，更具体地，涉及一种硝化与反硝化脱氮过程实时控制管理的垂直流人工湿地污水处理系统及其方法。

背景技术

人工湿地技术是一种高效、稳定的污水处理技术，对污水中的BOD、COD、 SS及污染细菌等污染物的去除率一般可达90％以上，但是由于脱氮过程所需的好氧与厌氧环境的要求，对氮素的去除效率较低且不稳定，对人工湿地脱氮效率的研究一直备受关注。

传统的水质监测方法受监测频率的限制，无法及时准确的反应水质污染的变化过程，人工湿地在运行过程中所发生的变化不能及时得到反馈，对人工湿地的调节应用受到限制。现有人工湿地系统对氮素的去除效率仍较低。

因此，需要开发出对氮素去除效率更高的人工湿地污水处理系统。

发明内容

本发明为克服上述现有技术所述的对氮素的去除效率低的缺陷，提供一种硝化与反硝化脱氮过程实时控制管理的垂直流人工湿地污水处理系统，提供的垂直流人工湿地污水处理系统能够实时监控垂直流人工湿地系统中NH₄⁺-N、NO₃^--N 的浓度变化以及DO、pH和Eh等水质状况，在处理水质较复杂多变的污水时能够有所依据的及时针对反应情况作出调节和应对，提高对氮素污染物的去除效率，保持系统运行的稳定性。

本发明的另一目的在于提供上述垂直流人工湿地污水处理系统处理污水的方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种硝化与反硝化脱氮过程实时控制管理的垂直流人工湿地污水处理系统，包括垂直流人工湿地子系统和动态数据采集子系统；

所述垂直流人工湿地子系统包括湿地基质和湿地植物；所述垂直流人工湿地子系统设有与其底部连通且高于底部的出水高度可调节的出水口；

所述动态数据采集子系统包括设置于所述湿地基质中部的检测部件和与所述检测部件电连接的分析部件。

垂直流人工湿地子系统中的湿地基质可选用高性能的基质，湿地植物可选用较强吸收转化能力的植物。通过调节出水口的出水高度，可以人工改变垂直流人工湿地内部储水层高度。

动态数据采集系统(DDDAS)是为了解决对复杂动态变化系统的模拟预测而建立起来的一个全新模式。DDDAS以实时动态运作的方式，集模拟预测、实验测量、自动反馈(软件应用)和控制管理于一体。通常一个DDDAS是由用户控制、动态运算设施、实时数据收集设施、动态可视设施4个部分组成的一个共生反馈控制系统。DDDAS目前在监控领域(如藻类暴发、温室气体、农田灌溉和河流污染监控方面)有所应用，然而与污水处理技术的结合应用尚未有相关报道。

将DDDAS与垂直流人工湿地相结合，成功解决背景技术所述问题，在线监测数据准确及时，运行稳定，真实地反应了水质的动态变化过程，实时追踪硝化与反硝化脱氮过程。